铁是人体必需的微量元素之一，在氧运输、能量代谢和多种酶促反应中发挥着核心作用。传统铁补充剂如硫酸亚铁易引发胃肠道氧化应激等副作用，有机铁补充剂如多糖铁、氨基酸铁和小肽铁螯合物等稳定性提高，但生产成本较高。开发新一代低成本高效有机铁补充剂，已成为应对全球铁缺乏挑战的迫切需求和营养科学领域的当务之急。

近期，中国科学院天津工业生物技术研究所吴信研究员带领的营养资源生物合成研究团队在前期开发的富硒微生物基础上，进一步开发了高效富集铁的米曲霉菌株及其发酵工艺。研究团队选育了鲁棒性极强的米曲霉A02菌株，通过优化发酵工艺，在中试规模下实现了有机铁含量高达6.88%（w/w）的生物合成，是迄今报道的米曲霉源铁补充剂的最高铁含量水平。研究团队利用傅里叶变换红外光谱、扫描/透射电镜等多种先进表征手段证实，米曲霉源铁补充剂主要以氧化铁纳米颗粒形式整合于米曲霉菌丝体结构中，蛋白质和碳水化合物等生物分子的包裹增强纳米级铁的稳定性和生物可利用性。富铁米曲霉菌丝体经喷雾干燥后成为均匀的浅棕色粉末，具有良好的加工性和稳定性。通过比较转录组学数据分析揭示了米曲霉A02高效的铁稳态调控网络，通过调节多种铁载体相关基因、膜结合铁转运蛋白以及CccA等关键的液泡铁转运蛋白的表达，动态调控铁的摄取、存储与转运过程。该研究阐明了米曲霉A02高效铁代谢的分子机制，为开发新一代有机铁营养补充产品提供了坚实的科学依据和技术支撑。

细胞与动物模型实验进一步验证了该富铁米曲霉菌丝体产品优异的营养特性。富铁米曲霉菌丝体产品可有效促进肠道上皮细胞增殖，并能绕过传统的CYBRD1依赖性还原途径，直接通过二价金属转运蛋白1（DMT1）被肠道高效吸收，生物利用度高。在小鼠实验中，富铁米曲霉菌丝体产品显著提高了肝脏的铁储存水平，并表现出改善肠道形态等促进肠道健康的作用，同时能够调节肠道菌群组成，增加了有益菌（如乳杆菌、阿克曼菌）的相对丰度，并显著提升了乙酸、丙酸等有益短链脂肪酸的产量。

该研究得到国家重点研发计划和辽宁省自然科学基金的支持。研究成果发表于Food Research International杂志。天津工生所助理研究员冯莹莹和硕士研究生王嘉璐为论文第一作者，高乐研究员和吴信研究员为共同通讯作者。

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富铁米曲霉A02生物合成示意图及其补铁和改善肠道健康的作用